自适应遗传算法在变风量空调系统解耦控制中的应用研究

发布时间：2023-02-18 15:08

　　随着科技日新月异的发展,人们的生活水平也得到了很大提高,对生活和工作环境舒适度提出了更高的要求。中央空调系统广泛应用到现代建筑中,传统的空调系统虽然能满足舒适性要求,但能耗巨大。变风量空调系统因其节能、控制灵活、能耗低等诸多优点收到广泛的关注。变风量空调系统各项控制参数的好坏直接影响其控制性能,进而影响空调系统的运行状态和节能效率。因此,研究合适的空调系统控制方法,对优化空调系统性能和节约能源具有重要意义。变风量空调系统同时又具有多变量、非线性、强耦合等特点,传统的控制方法很难得到一个良好的控制效果,这也在一定程度上阻碍了变风量空调系统的发展。针对变风量空调系统的特点以及传统控制算法难以进行有效控制的问题,将自适应遗传算法应用到变风量空调系统的实际控制过程中。遗传算法是通过模拟达尔文生物进化理论中的自然选择和遗传学中的计算模型相结合的全局优化寻找最优解的算法。本文介绍了遗传算法的基本内容,同时对基本遗传算法存在的缺陷进行了分析。针对遗传算法本身存在的缺陷,采用自适应遗传算法进行弥补,主要从种群分析、个体适应度值缩放方法、交叉概率和变异概率的自适应调整,保留优良个体这四个方面进行改进,提...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 研究的目的及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 变风量(VAV)空调系统国内外研究现状
        1.3.2 遗传算法、自适应遗传算法国内外研究现状
    1.4 本文研究的主要内容
    1.5 小结
第2章 变风量(VAV)空调系统简介
    2.1 变风量(VAV)空调的组成和运行过程
        2.1.1 变风量空调系统的组成
        2.1.2 变风量空调系统运行过程
    2.2 变风量(VAV)空调系统常用的控制方式
    2.3 变风量(VAV)空调系统耦合回路
    2.4 变风量(VAV)空调系统实验平台
        2.4.1 硬件平台
        2.4.2 软件平台
    2.5 小结
第3章 自适应遗传算法优化设计原理
    3.1 遗传算法基本理论
        3.1.1 基本遗传算法
        3.1.2 基本遗传算法改进
    3.2 自适应遗传算法
    3.3 基于基本遗传算法的PID参数优化设计
    3.4 基于自适应遗传算法的PID参数优化设计
    3.5 基于自适应遗传算法的仿真研究
        3.5.1 二阶系统的PID整定
        3.5.2 滞后系统的PID整定
        3.5.3 饱和非线性系统的PID整定
    3.6 小结
第4章 变风量空调系统建模与解耦设计
    4.1 系统辨识
        4.1.1 系统辨识内容及步骤
        4.1.2 系统辨识方法
    4.2 变风量空调系统被控对象建模
        4.2.1 风机频率-风管静压被控对象建模
        4.2.2 冷冻水阀门开度-送风温度被控对象建模
        4.2.3 VAVBOX风阀开度-房间温度被控对象建模
    4.3 变风量空调系统耦合作用分析
    4.4 变风量空调系统前馈补偿器设计
        4.4.1 变风量空调系统解耦基本原理
        4.4.2 基于前馈解耦补偿器设计
    4.5 小结
第5章 变风量空调系统多变量解耦仿真
    5.1 多变量解耦仿真模型建立
    5.2 变风量空调系统解耦控制仿真
        5.2.1 风机频率-风管静压控制回路仿真
        5.2.2 冷冻水阀门开度-送风温度控制回路仿真
        5.2.3 VAVBOX风阀开度-房间温度控制回路仿真
    5.3 小结
第6章 变风量空调系统多变量解耦实验
    6.1 实验工况设计
    6.2 变风量空调系统GA-PID解耦实验
    6.3 变风量空调系统AGA-PID解耦实验
    6.4 小结
第7章 总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 论文创新之处
    7.3 展望
参考文献
攻读学位期间论文发表情况
致谢



本文编号：3745199